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专题05 质量与密度
1.(2024·福建)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A. 甲图中,水对杯底的压力为
B. 乙图中,草莓的质量为
C. 丙图中,草莓排开水的体积为
D. 丙图中,细针对草莓的压力为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中,水的重力为
由于杯子不是柱体,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
故A错误;
B.乙图中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即,根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力等于排开水的重力,即
所以草莓的质量为
故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力
草莓浸没时排开水的体积
故C正确;
D.丙图中,草莓受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向下的细针的压力,根据力的平衡条件可知,细针对草莓的压力
故D错误。
故选C。
2.(2024·福建)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
【答案】D
【解析】
【详解】A.热值最大是氢,常用作火箭的燃料,故A不符合题意;
B.水的密度是,故B不符合题意;
C.温度是物体的冷热程度,故C不符合题意;
D.因为水具有较大的比热容,是,所以水有助于人体调节体温,故D符合题意。
故选D。
3.(2022·福建)国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻机身质量,因为碳纤维材料具有较小的( )
A. 弹性 B. 密度 C. 硬度 D. 导热性
【答案】B
【解析】
【详解】飞机体积是不变,机身质量减小,根据可知,飞机的密度较小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(2024·福建)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图1,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的______(填写序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量。
测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为______;
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积,浮箭总重6N,长方体浮块的底面积、高3cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力为______N,此时受水壶内的水面高度为______cm;
(3)标尺定标:图2的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”______;
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图3所示,依据的物理知识是______。
【答案】 ①. ② ②. 1200 ③. 6 ④. 2 ⑤. ⑥. 根据,水的深度保持不变,出水口的液体压强不变
【解析】
【详解】(1)[1]①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量,这样两次的质量差就是水的质量,但在操作过程中,烧杯中的水不能全部倒出,导致测量的质量差偏小,误差较大;
②先测滴水和烧杯的总质量,再倒去水测烧杯质量,这样两次的质量差就是水的质量,质量差基本等于水的质量,误差较小。
故选②。
[2]15min滴水的质量
m = 80g × 15 = 1200g = 1.2kg
由可得,15min滴水的体积
(2)[3]当浮箭刚浮起时,浮箭处于漂浮状态,受到的浮力
[4]由可得,浮箭排开水的体积
由V=Sh可得,受水壶内的水的高度
(3)[5]当浮箭刚浮起时,受水壶内水的质量是
从开始滴水到当浮箭刚浮起所用时间为
浮箭开始浮起后每刻钟上升的高度为
3刻钟时浮箭上升的高度
则3刻钟在标尺上的对应的位置是在开始滴水往下数格处,见下图:
(4)[6]将滴水壶装置改进成如图3所示,相当于一个连通器,当播水壶内水量减少时,播水壶内液面下降,受水壶内液面上升,使播水壶内液面与受水壶内液面相平,从而使滴水间隔时间相同。
5.(2023·福建)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向_________移。如图,用调好的天平测得空圆筒质量_________g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g,计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度_________(用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值;
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议:_________。
【答案】 ①. 右 ②. 31.4 ③. 50 ④. ⑤. 往容器中加足够多的水
【解析】
【详解】(1)[1]调节天平平衡时,指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向右端移动,才能使天平横梁水平平衡。
[2]由图可知,空圆筒质量质量
m=20g+10g+1.4g=31.4g
圆筒内水的质量
[3]圆筒内水的体积
(2)[4]倒入待测液体后,圆筒排开水的体积
圆筒受到的浮力
圆筒处于漂浮状态,圆筒与待测液体的总重力等于浮力
则待测液体密度
(3)[5]用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,圆筒受到浮力小于重力,即排开液体的体积太小,则可以往容器中加足量的水。
6.(2021·福建)科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如下:
(1)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,m1=______g;
(2)往量筒中加入适量的水,测得其体积V1为300 mL,将上述种子放入量筒中,种子全部沉入水中,如图乙所示,此时水和种子的总体积V2=______mL;
(3)种子的密度ρ=______g/cm3,与真实值相比ρ偏______,理由是______;
(4)小华经过反思后改进了实验方案:将量筒中种子倒出,用纸巾吸干种子表面的水后,再次测得种子总质量为m2,则种子密度ρ=______。(用ρ水和测得的物理量符号表示)
【答案】 ①. 153 ②. 400 ③. 1.53 ④. 大 ⑤. 种子浸没水中,由于吸水,测得其体积偏小 ⑥.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]稻谷种子的总质量
m1=100g+50g+3g=153g
(2)[2]由图可知,此时水和种子的总体积为400mL。
(3)[3][4][5]种子的密度
因为稻谷会吸水,所以测得其体积偏小,质量准确,根据,密度偏大。
(4)[6]种子吸水质量为
吸水体积
种子密度
7.(2020·福建)在测量某液体密度的实验中。
(1)把托盘天平在水平工作台上,将游码移到标尺左端______刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______调节,使天平横梁平衡;
(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘,平衡时,右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙,待测液体和烧杯的总质量为______g;
(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内,液面位置如图丙,则量筒中的液体体积为______mL。称得剩余液体和烧杯的总质量为22g,则液体的密度为______g/cm3;
(4)小明提出另一种测量待测液体密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F2;
④将挂着的金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F3;
⑤液体的密度ρ液=______ (用ρ水及测得的物理量表示)。
【答案】 ①. 零 ②. 右 ③. 82 ④. 50 ⑤. 1.2 ⑥. ⋅ρ水
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验前,将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻线处,调节平衡螺母,使天平静止时指针指在分度盘的中央刻度线上,图中指针偏向分度盘的左侧,将平衡螺母向右调节。
(2)[3]天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;由图知,标尺的分度值为0.2g,则待测液体和烧杯的总质量
m总=50g+20g+10g+2g=82g
待测液体和烧杯的总质量为82g。
(3)[4]如图乙所示, 量筒的分度值为1 mL,量筒中液体的体积为50cm3。
[5]量筒内液体的质量
m=82g−22g=60g
液体的密度为
ρ===1.2g/cm3
待测液体的密度为1.2g/cm3。
(4)[6]由题知,金属块在被测液体中受到的浮力
F浮=F1−F3
根据阿基米德原理得
F1−F3=ρVg
所以
V=
金属块在水中受到的浮力
F′浮= F1−F2
根据阿基米德原理得
F1−F2=ρ水Vg
所以
V=
因为金属块浸没在被测液体中和浸没中水中的体积相等,所以
=
则未知液体密度的表达式
ρ=⋅ρ水
8.(2020·福建)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球表面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车的质量为135kg,车轮与地面接触的总面积为1.5×10-2m2,g取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
【答案】(1)0.05m/s;(2)9×104Pa;(3)135kg
【解析】
【详解】(1)测试时,月球车行驶的速度
v==0.05m/s
(2)月球车受到的重力
G=mg=135kg×10N/kg=1350N
月球车对水平地面的压力
F=G=1350N
月球车对水平地面的压强
p==9×104Pa
(3)质量是物体的一种属性,与位置无关,登月后,月球车在月球上的质量不变,为135kg。
答:(1)测试时,月球车行驶的速度是0.05m/s;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强是9×104Pa;
(3)登月后,月球车在月球上的质量是135kg。
9. (2024·福州十六中三模)下列估测符合实际的是( )
A. 教室内学生课桌的高度约75cm B. 课间眼保健操的时间约45s
C. 夏天上课时教室内的气温约60℃ D. 一名初中生的质量约500kg
【答案】A
【解析】
【详解】A.教室内学生课桌的高度约中学生身高的一半,约为75cm,故A符合题意;
B.课间眼保健操的时间约5min,故B不符合题意;
C.夏天上课时教室内的气温约30℃,故C不符合题意;
D.一名初中生的质量约50kg,故D不符合题意。
故选A。
10. (2024·漳州市四校联考)下列数据中,符合事实的是( )
A. 盐城夏天最高气温可达50℃
B. 家用电能表的额定电压为380V
C. 人正常步行的速度约为3m/s
D. 一个苹果的质量约为150g
【答案】D
【解析】
【详解】A.盐城位于江苏,夏季炎热,最高气温可以达到40℃左右,但不会达到50℃。故A不符合题意;
B.我国家庭电路的电压为220V,家用电能表的额定电压应为220V。故B不符合题意;
C.人正常步行的速度约为1.2m/s左右。故C不符合题意;
D.4个苹果约一斤即500g,一个苹果的质量约为150g左右。故D符合题意。
11.(2024·宁德市中考质量检测)如图,“福”文化的剪纸作品在裁剪后,不变的是纸的( )
A. 形状 B. 体积 C. 质量 D. 密度
【答案】D
【解析】
【详解】在剪纸过程中,纸的形状、质量、体积都发生变化,而密度是物体本身的一种特性,与质量、体积的大小无关。故“福”文化的剪纸作品在裁剪后,纸的密度保持不变,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12.(2024·龙岩市中考适应性练习)消防演练时,同学们应采取弯腰的姿势撤离火场,这是因为含有毒有害物质的气体( )
A. 温度低、密度大,集聚在下方 B. 温度低、密度小,集聚在下方
C. 温度高、密度大,集聚在上方 D. 温度高、密度小,集聚在上方
【答案】D
【解析】
【详解】火场内,温度较高,室内空气体积膨胀,密度减小,有毒气体漂浮在房间的上方。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13.(2024·三明市一模)节日放飞的彩色氢气球在上升的过程中会越来越大(气球不漏气),在气球爆炸前关于球内气体质量和密度的变化情况,下列说法中正确的是( )
A. 质量变大,密度变大 B. 质量不变,密度变小
C. 质量变小,密度不变 D. 质量不变,密度变大
【答案】B
【解析】
【详解】气球升空过程中,只是位置的改变,球内气体的质量不变;大气压随高度的升高而减小,气球升空过程中,气球外的气压减小,球内气压大于球外气压,所以球的体积增大,根据密度公式可知,气体的质量不变,体积越大,密度越小,故B正确,ACD错误。故选B。
14.(2024·厦门外国语一模) 在某次油价调整中汽油每吨上调了500元,结果司机加满油箱比调价前多花了19.68元。经过了解,所加入的汽油的密度为0.82g/cm3。据此估算该车的油箱容量为( )
A. 46L B. 48L C. 50L D. 52L
【答案】B
【解析】
【详解】每千克上调的价格
加满油箱比调价前多花了19.68元,则加满油箱汽油的质量
根据密度公式得,这部分汽油的体积
故选B。
15.(2024·厦门一中一模)如图,潜水爱好者正在水下训练,随着潜水气瓶内的气体逐渐减少。下列关于瓶内气体说法正确的是( )
A. 体积不变,密度变小 B. 体积不变,密度不变
C. 质量不变,密度变小 D. 质量不变,密度不变
【答案】A
【解析】
【详解】随着潜水气瓶内的气体逐渐减少,瓶内气体这种物质变小,所以气体的质量变小,气体仍充满气瓶,所以气体的体积不变,根据可知,气体的密度变小,故A正确,BCD错误。
故选A。
16.(2024·厦门中考模拟)“神舟十五号”飞船在太空中完成了多个科学实验,下列操作不能正常进行的是( )
A. 用弹簧测力计测拉力 B. 用电子表测时间
C. 用体温计测量体温 D. 用天平测质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长,与重力无关,故A能正常进行,故A不符合题意;
B.电子表测时间,跟重力没有关系,实验能正常进行,故B能正常进行,故B不符合题意;
C.常用温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的,与重力无关,则在航天飞机内可以用温度计测量物体的温度,故C能正常进行,故C不符合题意;
D.“神舟十五号”飞船在太空中处于完全失重状态;天平的实质是等臂杠杆,如果没有重力,物体和砝码对托盘没有了压力,无论天平两端加质量多大的物体,都能使天平平衡,所以在航天飞机内不能用天平测量物体的质量,故D不能正常进行,故D符合题意。
故选D。
17.(2024·厦门市滨湖中学中考模拟)盐水选种是古代我国劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法,用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,则漂浮于盐水面的是次种,沉入容器底的是良种,有关盐水选种过程中下列说法正确的是( )
A. 良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B. 若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
C. 盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
D. 若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的水
【答案】B
【解析】
【详解】A.良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,故A错误;
B.若良种和次种的体积相同,良种排开的水的体积大,由知道,良种受到的浮力较大,故B正确;
C.若盐水选种时所用盐水的密度都大于所有种子的密度,所有种子将漂浮,无法选种,故C错误;
D.更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,故D错误。
故选B。
18.(2024·南平市一模)在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质量m及液体的体积 V,得到几组数据并绘出 如图所示的 m-V 图像,下列说法正确的是
A. 量杯质量为 40g
B. 40cm3 的该液体质量为40g
C. 该液体密度为 1.25g/cm3
D. 该液体密度为 2g/ cm3
【答案】B
【解析】
【分析】与纵轴的交点液体体积为0,此时所对应质量为量杯质量
【详解】由图像可解出图像与纵轴交于20g处,此时液体体积为0,则可知量杯质量为20g;由图像可知,当液体体积为20cm3时,总质量为40g,则液体质量为20g,密度,则40cm3的该液体质量.
19.(2024·厦门一中一模)一块实心的冰块,用细线拴住浸没在水中,固定在容器底(如图)。冰块熔化过程中(不考虑水的蒸发和温度的影响,ρ冰=0.9×103 kg/m3),容器底部受到水的压强将 _____(填“增大”、“减小”、“不变”),台秤的示数将 _____。
【答案】 ①. 减小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]容器底部受到水的压强为p=ρgh,冰块熔化过程中,由于ρ冰<ρ水,冰块熔化成水后体积变小,容器内液面下降,容器底部受到水的压强将减小。
[2]台秤的示数等于容器质量、冰块质量、水质量之和,且冰块在熔化成水后质量不变,故台秤的示数将不变。
20.(2024·厦门市滨湖中学中考模拟)新型冠状病毒肆虐,ICU 重症监护室内配有容积为 0.5m3,充满氧气(且氧气为气态)的钢瓶,供急救病人时使用,其密度为 6kg/m3。若某次抢救病人用去瓶内氧气的,则瓶内氧气的质量将______(选填“变大”“变小”或“不变”),瓶内氧气的体积将______(填“变大”“变小”或“不变”), 其密度为______kg/m3。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 4
【解析】
【详解】[1]某次抢救病人用去瓶内氧气的,则瓶内所含氧气减少,质量减少。
[2]由于剩余氧气的体积始终等于氧气瓶的容积,故瓶内氧气的体积将保持V不变。
[3]设氧气瓶中原来氧气的质量为m,某次抢救病人用去瓶内氧气的,质量减少,还剩m,则剩余氧气的密度
21.(2024·福州立志中学中考模拟)近年来,折叠电动车受到市民的青睐。如图所示的折叠电动车,其框架的主要结构采用较“轻”的碳纤维材料,使整车更轻便。采用鼓刹制动,捏刹车闸时,可以快速推动刹车蹄片接触刹车鼓,从而使车轮停止转动。请用所学的物理知识解释:
(1)为什么使用碳纤维材料的电动车更轻便?
(2)制动时,刹车蹄片是如何快速使车轮停止转动的?
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)据,有,较“轻”的碳纤维材料密度更小,制造同款电动车,所需材料的体积不变,所以质量更小,即使用碳纤维材料的电动车更轻便。
(2)采用鼓刹制动时,“捏刹车闸”是在接触面粗糙程度等其它条件相同时通过增大压力来增大摩擦力,从而使车轮快速停止转动。
22.(2024·宁德市中考模拟)如图所示,小丽利用天平、玻璃杯、体积为的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度。
(1)将天平放在水平台上,将______放到标尺左端的零刻度线后,若指针指在分度标尺左侧,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直至天平平衡。
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示,用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量,其示数如图乙所示,______g。
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示。天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度为,则蜂蜜密度______。
【答案】 ①. 游码 ②. 右 ③. 122.4 ④.
【解析】
【详解】(1)[1][2]将天平放在水平工作台上,将游码移动到标尺的零刻度线处,观察到指针偏向分度盘的左侧,根据左偏右调、右偏左调的知识可知应将平衡螺母向右调节,使天平平衡。
(2)[3]天平的读数是砝码的质量加上游码在标尺所对应示数,由图乙可知砝码的质量是120g,标尺的分度值是0.2g,所以游码在标尺所对应示数是2.4g,所以蜂蜜喝玻璃杯的质量为
(3)[4]金属块排开蜂蜜的质量为
由金属块受到的浮力等于排开蜂蜜的重力可得
则蜂蜜的密度为
23.(2024·龙岩市中考适应性练习)小龙在实验室里测量石块密度的过程如图:
(1)将天平放到水平实验台上并将游码移至正确位置后,托盘天平的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向___________调节,使天平横梁平衡;
(2)用调节好的天平测量石块质量,当天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,则石块的质量m=___________g;
(3)若把石块放入装有60mL水的量筒内,量筒的水面如图丙所示,则石块的密度ρ=___________g/cm3;
(4)其中一石块放不进量筒,某小组用烧杯和水测出了石块的体积,请补充完整:
①用天平测出石块的质量m石;
②向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
③如图丁所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住石块轻轻放入烧杯中,使石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;
④将石块从水中取出后,向烧杯中加入水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m2;则石块密度的表达式为ρ=________(用字母m石、m1、m2和水的密度ρ水表示);实验中石块取出时带了一部分水,请分析所测的密度值___________(选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
【答案】 ①. 左 ②. 53.4 ③. 2.67 ④. ⑤. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]将天平放到水平实验台上并将游码移至正确位置后,托盘天平的指针如图甲所示,指针右偏说明天平的左盘高右盘低,此时应将平衡螺母向左调节,使天平横梁水平。
(2)[2]标尺的分度值为0.2g,石块的质量
m=20g+20g+10g+3.4g=53.4g
(3)[3]石块和水的总体积V总=80mL,石块的体积
V=V总−V水=80mL−60mL=20mL=20cm3
石块的密度
(4)[4]石块排开水的质量
m排=m2−m1
石块的体积
石块密度的表达式为
[5]取出石块时,石块会带出一些水,但是加水后还是到达标记处,对测量m2没有影响。石块质量和体积测量都是准确,密度值不变。
24.(2024·福州十六中适应性训练)小明同学想测出妹妹的玩具——弹力球的密度,但是发现该小球放在水中时会漂浮在水面上,无法测出它的体积。于是他设计了以下实验步骤:
A.调节天平平衡后,测量小球质量m,如图甲所示;
B.用细线在小球下吊一个边长的正方体小铁块放入装水的量筒中,静止时量筒液面如图乙所示,记录此时量筒的示数。
C.取走小球,将小铁块单独留在水中,静止时量筒液面如图丙所示,记录此时量筒的示数。
D.利用密度公式计算出结果。
(1)用天平测出小球的质量___________g,小球的体积___________,计算出小球的密度___________;此值要比真实值偏___________(选填“大”或“小”)。
(2)若已知水的密度,图丙中,小铁块上下表面所受水的压力差大小___________N。
【答案】 ①. 8.2 ②. 10 ③. 0.82 ④. 小 ⑤. 0.08
【解析】
【详解】(1)[1]在使用天平称量物体质量时,物体的质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值,由图甲知,砝码质量为
5g+2g=7g
游码分度值为0.2g,此时游码对应的刻度值为1.2g,则小球的质量为
[2]由图乙和丙知,量筒的分度值为2mL,小球浸没在水中时,量筒的示数为
取走小球后,量筒的示数为
则小球的体积为
由可得,小球的密度为
[4]当小球从水中取出时,小球会沾上并带走一些水,使得量筒内剩余水的体积变小,则量筒的示数变小,从而导致测的小球体积偏大,由可知,所测得密度值变小,因此,用此方法测得木球的密度值要比真实值偏小。
(2)[5]由题意知,小铁块的体积为
由于其浸没在水中,其排开水的体积等于其自身体积,即
由F浮=ρ液gV排可得,小铁块在水中受到的浮力为
根据浮力产生的原因可知,小铁块在水中上下表面受到水的压力差就是其受到水的浮力,即
25.(2024·厦门市滨湖中学中考模拟)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向_________移。如图,用调好的天平测得空圆筒质量_________g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g,计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度_________(用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值;
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议:_________。
【答案】 ①. 右 ②. 31.4 ③. 50 ④. ⑤. 往容器中加足够多的水
【解析】
【详解】(1)[1]调节天平平衡时,指针偏向分度盘中央刻度线左侧,应将平衡螺母向右端移动,才能使天平横梁水平平衡。
[2]由图可知,空圆筒质量质量
m=20g+10g+1.4g=31.4g
圆筒内水的质量
[3]圆筒内水的体积
(2)[4]倒入待测液体后,圆筒排开水的体积
圆筒受到的浮力
圆筒处于漂浮状态,圆筒与待测液体的总重力等于浮力
则待测液体密度
(3)[5]用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,圆筒受到的浮力小于重力,即排开液体的体积太小,则可以往容器中加足量的水。
26.(2024·福州十六中中考模拟)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端______处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向______调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是______g;
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是______;
(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏______;
(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为,如图丁所示;
③___________,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为;
④吊坠密度的表达式为______。(用、、表示)
【答案】 ①. 零刻度线 ②. 右 ③. 32.2 ④. ⑤. 大 ⑥. 将吊坠直接放在左盘烧杯的水中 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据托盘天平的使用规则可知,首先把天平放在水平桌面上,然后将游码调到标尺左端零刻度线处,若发现指针偏向分度盘的左侧,说明左侧较重,所以把平衡螺母向右调节,才能使天平平衡。
(2)[3]根据托盘天平的读数规则可知,左盘上物体的质量等于右盘砝码的质量与标尺上游码所表示的示数之和,所以吊坠的质量为
m=20g+10g+2.2g=32.2g
(3)[4]由图可知,该量筒的分度值为2mL,根据液面所在的位置可知,此时量筒的示数为64mL,由题意可知,吊坠的体积等于量筒中水增加的体积,即吊坠的体积为
V=64mL-50mL=14mL=14cm3
根据密度公式可得,该吊坠的密度为
(4)[5]使用的砝码有磨损,会导致测量的质量偏大,根据可知,测得的密度值偏大。
(5)[6][7]天平是一个等臂杠杆,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为, 此时右侧增加的水的重力等于右侧吊坠所受到的浮力,即,可得
所以此时V排=V1,又因为吊坠在水中处于浸没状态,所以
V吊坠=V排=V1
将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为,此时天平两侧的重力大小相等,所以右侧增加的水的重力等于吊坠的重力,即可得吊坠的重力为
所以吊坠的质量为
根据密度公式可得,该吊坠的密度为
27.(2024·泉州五中一模)小明在学校利用天平和量筒测量小石块的密度。
(1)小明将天平放在水平桌面上并将游码归零后,指针如图甲所示,则平衡螺母应向__________调节,使天平平衡;
(2)测量小石块的质量时,天平平衡时砝码质量及游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为__________g;测量小石块的体积的操作过程如图丙所示,则小石块的体积为__________cm3,密度为__________kg/m3;
(3)回家后,小明自主创新实验,利用家里的电子秤、水、水杯和记号笔来测量另外一个小石块的密度,实验步骤如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
为了精确测量,实验中的__________图的数据是不必要的,石块的密度应为__________g/cm3(结果保留两位小数)。
【答案】 ①. 左 ②. 27.4 ③. 10 ④. 2.74×103 ⑤. 丙 ⑥. 2.68
【解析】
【详解】(1)[1]读图甲可知,指针偏向右侧,应将平衡螺母向左端调节。
(2)[2][3][4] 由图乙可知右盘中添加了一个20g、一个5g砝码后,再通过调节游码的位置使横梁平衡,游码示数为2.4g,则石块的质量为
由图丙可知,石块的体积
石块的密度为
(4)[5][6]经分析可知丙图的数据是不必要的,石块的质量
排开水的质量为
排开水的体积
测得的石块体积
石块密度
28.(2024·厦门集美区中考模拟)实践小组在探究“物重与物体的质量关系”。
(1)【器材】弹簧测力计、天平、空桶(1N)、绿豆或红豆;
【步骤】选取绿豆或红豆,测得多组的质量与物重数据,并绘制出图像;
【结论】图像是一条经过原点的直线,由此可知“物体所受重力的大小与它的质量成_______”;
【分析】在同一坐标内,绘出绿豆、红豆的数据图像,如图1所示_____,可以判断重力与物质的种类关系(已知);
【延伸】当空桶加满水,指针指在“3”刻度处,进一步计算获得此空桶的容积为________mL;
(2)小华在测力计的刻度盘标注密度值,制成简单而实用的液体密度秤:
①密度为“0”刻度应标在原刻度_____N处;
②当容器中加满某待测液体时,指针位置如图2所示,则“称”出该液体的密度________g/cm3;
③要增大此密度秤的量程,可采取的措施是____________。(写出一种即可)
【答案】 ①. 正比 ②. 乙 ③. 200 ④. 1 ⑤. 0.9 ⑥. 减小容器的质量
【解析】
【详解】(1)[1]【结论】图像是一条经过原点的倾斜直线,重力随质量的增大而增大,由数学知识可知,物体所受重力大小与质量成正比。
[2]【分析】因物体所受重力大小与质量成正比,即为一定值,所以红豆与绿豆的图像是一条重合的直线。
故选乙。
[3]【延伸】空桶的重力G0=1N,指针指在“3”刻度处,即总重力为3N,则满桶水的重力为
满桶水的质量为
水的体积即空桶的容积
(2)[4]①空容器挂在秤钩上时示数为1N,所以示数1N处即密度秤的零刻度。
[5]②如图2所示,容器中倒入200mL的待测液体,液体的重力为
液体的质量为
液体密度
[6]在测力计刻度一定的情况下,减小容器的质量,可增大该密度秤的量程。
29.(2024·福州立志中学中考模拟)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)根据测得的实验数据描绘成的图像,发现图像是一条经过原点的直线,说明物体所受重力大小与质量成__________;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中__________,以此判断重力与物质种类的关系。(已知)
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为,装满水后总重力为,再装满另一液体时示数为,则液体密度为__________;
①请你在图丙中的弹簧测力计上标出该“密度秤”的零刻度线__________(将相应刻度线向右延长);
②如图丙,该“密度秤”能测量的最大的密度是__________;利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是__________。
【答案】 ①. 正比 ②. C ③. ④. ⑤. 3 ⑥. 0.2
【解析】
【详解】(1)[1]根据测得的实验数据描绘成G-m的图像,发现图像是一条经过原点的直线,根据数学知识,说明物体所受重力大小与质量成正比。
(2)[2]因物体所受重力大小与质量成正比,这个比值是一个定值,观察图乙中的三个图像,绿豆和黄豆两组数据的图像应该是重叠在一起,图线可能是图乙中C,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3]根据题意,桶盛满水时水的质量为
G水=3N-2N=1N
桶盛满液体时液体的质量为
G液=4N-2N=2N
因桶的容积不变,故水的体积等于液体的体积,根据密度公式的变形公式和重力的计算公式G=mg,故有
则液体的密度为
①[4]当桶内不加液体时,即相当于液体密度为0时,弹簧测力计的示数等于桶的重力2N,将弹簧测力计上2N刻度线延长,并标记为0,该“密度秤”的零刻度线如下所示:
②[5]桶的容积即水的体积为
弹簧测力计的最大示数为5N,代入关系式
即
解得最大刻度处所对应的液体密度
[6]该弹簧密度计的量程为0~3g/cm3,由图可知2N~5N之间有15个格,故该“密度秤”的分度值是
30.(2024·厦门外国语一模)如图所示,爱探究的小名在实验室做测量木块密度的实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,移动________至零刻度线,此时指针如图乙所示,他应该将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动,直至天平平衡;
(2)小名将木块放在托盘天平左盘,往右盘加减砝码和移动游码,天平再次平衡时,砝码和游码的位置如图丙所示,则木块质量为________g;
(3)小名用图丁测量木块体积,弹簧测力计示数为0.1N,则木块所受浮力为________N,可计算木块排开水的体积为________cm3;
(4)小联认为弹簧测力计不够精确,改进设计了如下图所示的实验。
①图甲电子秤示数为m0=100g;
②图乙木块漂浮时,电子秤示数为m1=112g;
③图丙用细针将木块压入水中,木块未触底,静止时电子秤示数为m2=115g,则该实验测得木块密度为________kg/m3;
(5)若图乙、丙中木块吸水,则该实验测得木块密度值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 游码 ②. 右 ③. 12 ④. 0.22 ⑤. 22 ⑥. 0.8×103 ⑦. 偏大
【详解】(1)[1][2]正确使用天平:应先把天平放在水平桌面上,然后将游码移到标尺左端零刻度线位置上,此时指针偏向分度盘中线左侧,应将平衡螺母向右调,才能使天平平衡。
(2)[3]由图丙知,标尺的分度值为0.2g,所以木块的质量为
m=10g+2g=12g
(3)[4]木块的重力为
G=mg=12×10-3kg×10N/kg=0.12N
图丁所示木块浸没水中时木块共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,图丁中弹簧测力计的拉力F拉=0.1N,木块受到的浮力为
F浮=G+F拉=0.12N+0.1N=0.22N
[5]由阿基米德原理可知,木块排开水的体积为
(4)[6]木块在水中漂浮时,受到的浮力等于重力,所以木块的质量为
m木=m1-m0=112g-100g=12g
用细钢针将木块压入,并完全浸没水中(木块不触底且水不溢出),静止时电子秤的示数为m2,则木块排开水的体积等于木块自身的体积,即
木块密度为
(5)[7]由于木块吸水后重力变大,浸没时排开水的体积不变,木块受到的浮力不变,则需要施加的向下压力就会变小,则测得m2的值会变小,所以会导致测得的体积变小、密度变大。
31.(2024·南平市一模)陈宇用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺___________,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往_______(选填“左”或“右”)调。用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8g和空烧杯的质量是90g;
(2)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,则杯、水和鹅卵石的总质量为_________g;
(3)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g。此时杯中水的体积为___________cm3;
(4)根据所测数据计算出鹅卵石的体积为________cm3,密度为_________g/cm3;
(5)陈宇在第(3)步骤测量过程中,发现所用的砝码中有一个磨损了,他没有更换,他这样做将导致所测密度___________(选填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
【答案】 ①. 零刻度线处 ②. 左 ③. 161.8 ④. 52 ⑤. 12 ⑥. 2.65 ⑦. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]把天平放在水平台上,先要把游码拨到标尺左端的零刻度线处,通过调节平衡螺母使天平平衡;
[2]指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往左调;
(2)[3]由图知,杯、水和鹅卵石的总质量:
m=100g+50g+10g+1.8g=161.8g;
水的质量为:
m水1=161.8g−31.8g−90g=40g,
此时水的体积为:
V水1===40cm3;
(3)[4]将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,用天平测出杯和水的总质量为142g,此时,杯中水的体积:
V水===52cm3;
(4)[5]由题意知,鹅卵石的体积等于加入水的体积,则:
V=V水1−V水=52cm3−40cm3=12cm3;
[6]鹅卵石的密度:
ρ= ==2.65g/cm3;
(5)[7]磨损的砝码质量要小于标准值,那要天平平衡就要多放砝码,而测量值就是砝码标示值的总和,所以测量值就大于实际值,即测量值偏大。
32.(2024·厦门一中一模)用天平与量筒测量固体颗粒的密度。
(1)①将天平放在水平台上,将游码移至零刻度线,发现指针在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将右边平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调;
②如图,测得颗粒质量为______g;
③用量筒测量颗粒体积,会导致密度的测量值偏______,原因是______;
(2)工厂配有用于测量颗粒密度的密度秤,如图,使用步骤如下:
①向容器B加入水,让水面升至容器的标记处。将空容器A与容器B一起放置在密度秤上,如图①,按下数据记忆键,记录密度秤上物体的总质量;
②将待测颗粒放入容器A,如图②,记录总质量;
③将容器B中的水倒去部分,将容器A中的待测颗粒全部倒入容器B中,如图③,再用胶头滴管向容器B中加入水,直到______,记录总质量;
④最后按下数据转换键,密度秤会根据程序设置的公式直接显示出待测颗粒的密度测量值,程序公式为______。(用及记录的物理量表示)
【答案】 ①. 右 ②. 74.2 ③. 小 ④. 用量筒测量颗粒体积,由于颗粒之间有空隙,会使颗粒的体积偏大 ⑤. 水面升至容器的标记处 ⑥.
【解析】
【详解】(1)①[1]指针在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将右边平衡螺母向右调。
②如图,测得颗粒的质量为
50g+20g+4.2g=74.2g
③[3][4]用量筒测量颗粒体积,由于颗粒之间有空隙,会使颗粒的体积偏大,根据公式可知,会导致密度的测量值偏小。
(2)③[5]将容器B中的水倒去部分,将容器A中的待测颗粒全部倒入容器B中,如图③,再用胶头滴管向容器B中加入水,直到水面升至容器的标记处,记录总质量;
④[6]颗粒的质量为
颗粒排开水的质量为
颗粒的体积等于排开水的体积
则颗粒的密度程序公式为
33.(2024·莆田市中考模拟)某小组在测量液体密度的实验中
(1)调节天平横梁平衡时,先把___________移到标尺左端零刻度线处,若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,则应向___________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图甲所示,质量为___________g。用天平称量时,天平是___________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(3)将花生油倒入空烧杯,测出其总质量,再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积,但花生油太多,无法全部倒入量简中。经小组讨论,只需增加一个步骤用天平测出___________的质量,即可求出花生油的密度。
(4)受《天工开物》中枯棒汲水(图乙)启发,小组自制了“杠杆密度计”如图丙,将一轻质细硬杆用细线固定在0点并悬挂起来,物块固定悬挂在A点,把不计质量的矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆上,将悬挂点移至B点,使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。
① 若B1点在B点的左侧,则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是ρ1___________ρ水(选填“<”“=”或“>”)。
② 若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2,则B2点标注的密度值为___________(用ρ水及题给字母表示)
【答案】 ①. 游码 ②. 右 ③. 37.4 ④. 等臂 ⑤. 见解析 ⑥. > ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1][2]使用天平的时候,要将天平放在水平台面上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,若指针左偏则应将平衡螺母向右调节,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)[3]空烧杯质量
[4]天平左盘和右盘到支点的距离相同,则天平平衡时可看成等臂杠杆。
(3)[5]要求出花生油的密度,只需要知道量筒中花生油的质量跟体积,则需要增加的步骤是:用天平测出烧杯中剩余花生油跟烧杯的质量。
(4)①[6]当矿泉水瓶装满水时,由杠杆平衡条件可知。当换用相同的矿泉水瓶装满不同液体时,使杆在水平位置平衡,对应悬挂点在B1,则
若B1点在B点的左侧,则,则。两液体积极相同,则。
②[7]由杠杆平衡条件可得
则,B2点标注的密度值
34.(2024·厦门一中一模)如图为我国自主研制的C919大型客机。
(1)根据设计大飞机C919航程超过4000km,胜任国内所有城市之间往返飞行。从上海浦东机场直飞北京首都,飞行距离约为1088km。若飞行的平均速度为800km/h,则飞行的时间为多少?
(2)为了减轻飞机质量,飞机设计师在设计时将一质量为237kg的钢制零件改为泡沫铝,已知钢的密度为,泡沫铝的密度为,求该零件的体积为多少?更换材质后零件减少的质量为多少?
【答案】(1)1.36;(2)0.03m3,231.6kg
【解析】
【详解】解:(1)飞行的时间为
(2)该零件的体积
同体积的泡沫铝零件的质量
更换材质后零件减少的质量
答:(1)飞行的时间为1.36h;
(2)该零件的体积为0.03m3;更换材质后零件减少的质量231.6kg。
35.(2024·厦门外国语一模)2023年5月28日,国产大飞机c919进行了全球首次商业飞行。如图所示,飞机空机质量约45.7吨,最大商载18.9吨。油箱装满油,航空煤油的质量约20吨。飞机以250m/s的速度在高空中匀速飞行时每百公里耗油约500L,发动机的功率约2.6×107W。[航空煤油的密度约0.8×103kg/m3,热值约4.2×107J/kg/]求:
(1)飞机的油箱大约可以装航空煤油多少L?
(2)飞机匀速飞行百公里发动机做的功;
(3)此过程发动机的效率。(保留1位小数)
【答案】(1)2.5×104L;(2)1.04×1010J;(3)61.9%
【解析】
【详解】解:(1)飞机的油箱大约可以装航空煤油的体积为
(2)飞机匀速飞行百公里所用的时间
发动机做的功
W=Pt=2.6×107W×400s=1.04×1010J
(3)飞机飞行百公里消耗的煤油的质量为
m=ρV=0.8×103kg/m3×500×10-3m3=400kg
400kg煤油完全燃烧释放的热量为
Q放=qm=4.2×107J/kg×400kg=1.68×1010J
此过程发动机的效率
答:(1)飞机的油箱大约可以装航空煤油2.5×104L;
(2)飞机匀速飞行百公里发动机做的功为1.04×1010J;
(3)此过程发动机的效率为61.9%。
36.(2024·宁德市中考质量检测)植保无人机在现代农业中发挥着重要作用。某型号植保无人机空载质量20kg,药箱容积为 ,起落架总底面积为 ,农药密度,求:
(1)无人机空载的重;
(2)无人机可装农药的最大质量;
(3)静止在水平地面上的无人机,满载时对地面产生的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)无人机空载的重力为
(2)无人机可装农药的最大质量为
(3)静止在水平地面上的无人机,满载时对地面产生的压力为
则满载时对地面产生的压强为
答:(1)无人机空载的重力为;
(2)无人机可装农药的最大质量为;
(3)静止在水平地面上的无人机,满载时对地面产生的压强为。
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专题05 质量与密度
1.(2024·福建)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A. 甲图中,水对杯底的压力为
B. 乙图中,草莓的质量为
C. 丙图中,草莓排开水的体积为
D. 丙图中,细针对草莓的压力为
2.(2024·福建)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
3.(2022·福建)国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻机身质量,因为碳纤维材料具有较小的( )
A. 弹性 B. 密度 C. 硬度 D. 导热性
4.(2024·福建)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图1,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的______(填写序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量。
测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为______;
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积,浮箭总重6N,长方体浮块的底面积、高3cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力为______N,此时受水壶内的水面高度为______cm;
(3)标尺定标:图2的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”______;
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图3所示,依据的物理知识是______。
5.(2023·福建)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向_________移。如图,用调好的天平测得空圆筒质量_________g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g,计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度_________(用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值;
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议:_________。
6.(2021·福建)科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如下:
(1)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,m1=______g;
(2)往量筒中加入适量的水,测得其体积V1为300 mL,将上述种子放入量筒中,种子全部沉入水中,如图乙所示,此时水和种子的总体积V2=______mL;
(3)种子的密度ρ=______g/cm3,与真实值相比ρ偏______,理由是______;
(4)小华经过反思后改进了实验方案:将量筒中种子倒出,用纸巾吸干种子表面的水后,再次测得种子总质量为m2,则种子密度ρ=______。(用ρ水和测得的物理量符号表示)
7.(2020·福建)在测量某液体密度的实验中。
(1)把托盘天平在水平工作台上,将游码移到标尺左端______刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______调节,使天平横梁平衡;
(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘,平衡时,右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙,待测液体和烧杯的总质量为______g;
(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内,液面位置如图丙,则量筒中的液体体积为______mL。称得剩余液体和烧杯的总质量为22g,则液体的密度为______g/cm3;
(4)小明提出另一种测量待测液体密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F2;
④将挂着的金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F3;
⑤液体的密度ρ液=______ (用ρ水及测得的物理量表示)。
8.(2020·福建)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球表面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车的质量为135kg,车轮与地面接触的总面积为1.5×10-2m2,g取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
9. (2024·福州十六中三模)下列估测符合实际的是( )
A. 教室内学生课桌的高度约75cm B. 课间眼保健操的时间约45s
C. 夏天上课时教室内的气温约60℃ D. 一名初中生的质量约500kg
10. (2024·漳州市四校联考)下列数据中,符合事实的是( )
A. 盐城夏天最高气温可达50℃
B. 家用电能表的额定电压为380V
C. 人正常步行的速度约为3m/s
D. 一个苹果的质量约为150g
11.(2024·宁德市中考质量检测)如图,“福”文化的剪纸作品在裁剪后,不变的是纸的( )
A. 形状 B. 体积 C. 质量 D. 密度
12.(2024·龙岩市中考适应性练习)消防演练时,同学们应采取弯腰的姿势撤离火场,这是因为含有毒有害物质的气体( )
A. 温度低、密度大,集聚在下方 B. 温度低、密度小,集聚在下方
C. 温度高、密度大,集聚在上方 D. 温度高、密度小,集聚在上方
13.(2024·三明市一模)节日放飞的彩色氢气球在上升的过程中会越来越大(气球不漏气),在气球爆炸前关于球内气体质量和密度的变化情况,下列说法中正确的是( )
A. 质量变大,密度变大 B. 质量不变,密度变小
C. 质量变小,密度不变 D. 质量不变,密度变大
14.(2024·厦门外国语一模) 在某次油价调整中汽油每吨上调了500元,结果司机加满油箱比调价前多花了19.68元。经过了解,所加入的汽油的密度为0.82g/cm3。据此估算该车的油箱容量为( )
A. 46L B. 48L C. 50L D. 52L
15.(2024·厦门一中一模)如图,潜水爱好者正在水下训练,随着潜水气瓶内的气体逐渐减少。下列关于瓶内气体说法正确的是( )
A. 体积不变,密度变小 B. 体积不变,密度不变
C. 质量不变,密度变小 D. 质量不变,密度不变
16.(2024·厦门中考模拟)“神舟十五号”飞船在太空中完成了多个科学实验,下列操作不能正常进行的是( )
A. 用弹簧测力计测拉力 B. 用电子表测时间
C. 用体温计测量体温 D. 用天平测质量
17.(2024·厦门市滨湖中学中考模拟)盐水选种是古代我国劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法,用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,则漂浮于盐水面的是次种,沉入容器底的是良种,有关盐水选种过程中下列说法正确的是( )
A. 良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B. 若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
C. 盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
D. 若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的水
18.(2024·南平市一模)在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质量m及液体的体积 V,得到几组数据并绘出 如图所示的 m-V 图像,下列说法正确的是
A. 量杯质量为 40g
B. 40cm3 的该液体质量为40g
C. 该液体密度为 1.25g/cm3
D. 该液体密度为 2g/ cm3
19.(2024·厦门一中一模)一块实心的冰块,用细线拴住浸没在水中,固定在容器底(如图)。冰块熔化过程中(不考虑水的蒸发和温度的影响,ρ冰=0.9×103 kg/m3),容器底部受到水的压强将 _____(填“增大”、“减小”、“不变”),台秤的示数将 _____。
20.(2024·厦门市滨湖中学中考模拟)新型冠状病毒肆虐,ICU 重症监护室内配有容积为 0.5m3,充满氧气(且氧气为气态)的钢瓶,供急救病人时使用,其密度为 6kg/m3。若某次抢救病人用去瓶内氧气的,则瓶内氧气的质量将______(选填“变大”“变小”或“不变”),瓶内氧气的体积将______(填“变大”“变小”或“不变”), 其密度为______kg/m3。
21.(2024·福州立志中学中考模拟)近年来,折叠电动车受到市民的青睐。如图所示的折叠电动车,其框架的主要结构采用较“轻”的碳纤维材料,使整车更轻便。采用鼓刹制动,捏刹车闸时,可以快速推动刹车蹄片接触刹车鼓,从而使车轮停止转动。请用所学的物理知识解释:
(1)为什么使用碳纤维材料的电动车更轻便?
(2)制动时,刹车蹄片是如何快速使车轮停止转动的?
22.(2024·宁德市中考模拟)如图所示,小丽利用天平、玻璃杯、体积为的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度。
(1)将天平放在水平台上,将______放到标尺左端的零刻度线后,若指针指在分度标尺左侧,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直至天平平衡。
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示,用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量,其示数如图乙所示,______g。
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示。天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度为,则蜂蜜密度______。
23.(2024·龙岩市中考适应性练习)小龙在实验室里测量石块密度的过程如图:
(1)将天平放到水平实验台上并将游码移至正确位置后,托盘天平的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向___________调节,使天平横梁平衡;
(2)用调节好的天平测量石块质量,当天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,则石块的质量m=___________g;
(3)若把石块放入装有60mL水的量筒内,量筒的水面如图丙所示,则石块的密度ρ=___________g/cm3;
(4)其中一石块放不进量筒,某小组用烧杯和水测出了石块的体积,请补充完整:
①用天平测出石块的质量m石;
②向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
③如图丁所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住石块轻轻放入烧杯中,使石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;
④将石块从水中取出后,向烧杯中加入水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m2;则石块密度的表达式为ρ=________(用字母m石、m1、m2和水的密度ρ水表示);实验中石块取出时带了一部分水,请分析所测的密度值___________(选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
24.(2024·福州十六中适应性训练)小明同学想测出妹妹的玩具——弹力球的密度,但是发现该小球放在水中时会漂浮在水面上,无法测出它的体积。于是他设计了以下实验步骤:
A.调节天平平衡后,测量小球质量m,如图甲所示;
B.用细线在小球下吊一个边长的正方体小铁块放入装水的量筒中,静止时量筒液面如图乙所示,记录此时量筒的示数。
C.取走小球,将小铁块单独留在水中,静止时量筒液面如图丙所示,记录此时量筒的示数。
D.利用密度公式计算出结果。
(1)用天平测出小球的质量___________g,小球的体积___________,计算出小球的密度___________;此值要比真实值偏___________(选填“大”或“小”)。
(2)若已知水的密度,图丙中,小铁块上下表面所受水的压力差大小___________N。
25.(2024·厦门市滨湖中学中考模拟)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向_________移。如图,用调好的天平测得空圆筒质量_________g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g,计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度_________(用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值;
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议:_________。
26.(2024·福州十六中中考模拟)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端______处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向______调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是______g;
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是______;
(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏______;
(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为,如图丁所示;
③___________,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为;
④吊坠密度的表达式为______。(用、、表示)
27.(2024·泉州五中一模)小明在学校利用天平和量筒测量小石块的密度。
(1)小明将天平放在水平桌面上并将游码归零后,指针如图甲所示,则平衡螺母应向__________调节,使天平平衡;
(2)测量小石块的质量时,天平平衡时砝码质量及游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为__________g;测量小石块的体积的操作过程如图丙所示,则小石块的体积为__________cm3,密度为__________kg/m3;
(3)回家后,小明自主创新实验,利用家里的电子秤、水、水杯和记号笔来测量另外一个小石块的密度,实验步骤如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
为了精确测量,实验中的__________图的数据是不必要的,石块的密度应为__________g/cm3(结果保留两位小数)。
28.(2024·厦门集美区中考模拟)实践小组在探究“物重与物体的质量关系”。
(1)【器材】弹簧测力计、天平、空桶(1N)、绿豆或红豆;
【步骤】选取绿豆或红豆,测得多组的质量与物重数据,并绘制出图像;
【结论】图像是一条经过原点的直线,由此可知“物体所受重力的大小与它的质量成_______”;
【分析】在同一坐标内,绘出绿豆、红豆的数据图像,如图1所示_____,可以判断重力与物质的种类关系(已知);
【延伸】当空桶加满水,指针指在“3”刻度处,进一步计算获得此空桶的容积为________mL;
(2)小华在测力计的刻度盘标注密度值,制成简单而实用的液体密度秤:
①密度为“0”刻度应标在原刻度_____N处;
②当容器中加满某待测液体时,指针位置如图2所示,则“称”出该液体的密度________g/cm3;
③要增大此密度秤的量程,可采取的措施是____________。(写出一种即可)
29.(2024·福州立志中学中考模拟)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)根据测得的实验数据描绘成的图像,发现图像是一条经过原点的直线,说明物体所受重力大小与质量成__________;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中__________,以此判断重力与物质种类的关系。(已知)
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为,装满水后总重力为,再装满另一液体时示数为,则液体密度为__________;
①请你在图丙中的弹簧测力计上标出该“密度秤”的零刻度线__________(将相应刻度线向右延长);
②如图丙,该“密度秤”能测量的最大的密度是__________;利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是__________。
30.(2024·厦门外国语一模)如图所示,爱探究的小名在实验室做测量木块密度的实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,移动________至零刻度线,此时指针如图乙所示,他应该将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动,直至天平平衡;
(2)小名将木块放在托盘天平左盘,往右盘加减砝码和移动游码,天平再次平衡时,砝码和游码的位置如图丙所示,则木块质量为________g;
(3)小名用图丁测量木块体积,弹簧测力计示数为0.1N,则木块所受浮力为________N,可计算木块排开水的体积为________cm3;
(4)小联认为弹簧测力计不够精确,改进设计了如下图所示的实验。
①图甲电子秤示数为m0=100g;
②图乙木块漂浮时,电子秤示数为m1=112g;
③图丙用细针将木块压入水中,木块未触底,静止时电子秤示数为m2=115g,则该实验测得木块密度为________kg/m3;
(5)若图乙、丙中木块吸水,则该实验测得木块密度值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
31.(2024·南平市一模)陈宇用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺___________,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往_______(选填“左”或“右”)调。用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8g和空烧杯的质量是90g;
(2)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,则杯、水和鹅卵石的总质量为_________g;
(3)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g。此时杯中水的体积为___________cm3;
(4)根据所测数据计算出鹅卵石的体积为________cm3,密度为_________g/cm3;
(5)陈宇在第(3)步骤测量过程中,发现所用的砝码中有一个磨损了,他没有更换,他这样做将导致所测密度___________(选填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
32.(2024·厦门一中一模)用天平与量筒测量固体颗粒的密度。
(1)①将天平放在水平台上,将游码移至零刻度线,发现指针在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将右边平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调;
②如图,测得颗粒质量为______g;
③用量筒测量颗粒体积,会导致密度的测量值偏______,原因是______;
(2)工厂配有用于测量颗粒密度的密度秤,如图,使用步骤如下:
①向容器B加入水,让水面升至容器的标记处。将空容器A与容器B一起放置在密度秤上,如图①,按下数据记忆键,记录密度秤上物体的总质量;
②将待测颗粒放入容器A,如图②,记录总质量;
③将容器B中的水倒去部分,将容器A中的待测颗粒全部倒入容器B中,如图③,再用胶头滴管向容器B中加入水,直到______,记录总质量;
④最后按下数据转换键,密度秤会根据程序设置的公式直接显示出待测颗粒的密度测量值,程序公式为______。(用及记录的物理量表示)
33.(2024·莆田市中考模拟)某小组在测量液体密度的实验中
(1)调节天平横梁平衡时,先把___________移到标尺左端零刻度线处,若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,则应向___________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图甲所示,质量为___________g。用天平称量时,天平是___________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(3)将花生油倒入空烧杯,测出其总质量,再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积,但花生油太多,无法全部倒入量简中。经小组讨论,只需增加一个步骤用天平测出___________的质量,即可求出花生油的密度。
(4)受《天工开物》中枯棒汲水(图乙)启发,小组自制了“杠杆密度计”如图丙,将一轻质细硬杆用细线固定在0点并悬挂起来,物块固定悬挂在A点,把不计质量的矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆上,将悬挂点移至B点,使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。
① 若B1点在B点的左侧,则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是ρ1___________ρ水(选填“<”“=”或“>”)。
② 若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2,则B2点标注的密度值为___________(用ρ水及题给字母表示)
34.(2024·厦门一中一模)如图为我国自主研制的C919大型客机。
(1)根据设计大飞机C919航程超过4000km,胜任国内所有城市之间往返飞行。从上海浦东机场直飞北京首都,飞行距离约为1088km。若飞行的平均速度为800km/h,则飞行的时间为多少?
(2)为了减轻飞机质量,飞机设计师在设计时将一质量为237kg的钢制零件改为泡沫铝,已知钢的密度为,泡沫铝的密度为,求该零件的体积为多少?更换材质后零件减少的质量为多少?
35.(2024·厦门外国语一模)2023年5月28日,国产大飞机c919进行了全球首次商业飞行。如图所示,飞机空机质量约45.7吨,最大商载18.9吨。油箱装满油,航空煤油的质量约20吨。飞机以250m/s的速度在高空中匀速飞行时每百公里耗油约500L,发动机的功率约2.6×107W。[航空煤油的密度约0.8×103kg/m3,热值约4.2×107J/kg/]求:
(1)飞机的油箱大约可以装航空煤油多少L?
(2)飞机匀速飞行百公里发动机做的功;
(3)此过程发动机的效率。(保留1位小数)
36.(2024·宁德市中考质量检测)植保无人机在现代农业中发挥着重要作用。某型号植保无人机空载质量20kg,药箱容积为 ,起落架总底面积为 ,农药密度,求:
(1)无人机空载的重;
(2)无人机可装农药的最大质量;
(3)静止在水平地面上的无人机,满载时对地面产生的压强。
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